白细胞介素-37在急性胰腺炎中保护腺泡细胞焦亡

Interleukin-37 protects against acinar cell pyroptosis in acute pancreatitis.

作者信息Nan Ma, Chenchen Yuan, Juanjuan Shi, Qingtian Zhu, Yang Liu, Xiaojie Ma, Baiqiang Li, Weijuan Gong, Jing Xue, Guotao Lu, Weiqin Li, Jieshou Li
PMID36166295
发布时间2022-11-08
DOI10.1172/jci.insight.161244

实验完整度

高

包含临床样本分析、多种动物模型(雨蛙素、TLCS、L-精氨酸)、转基因和敲除小鼠、体外细胞实验及机制验证(Western blot、流式),多个独立证据层级。

主要模型

IL37tg转基因小鼠 雨蛙素诱导的急性胰腺炎小鼠模型 TLCS诱导的急性胰腺炎小鼠模型 L-精氨酸诱导的急性胰腺炎小鼠模型

重点核对

血清IL-37水平与AP严重程度负相关(PN发生风险) IL-37转基因或重组IL-37给药对实验性AP的保护作用 IL-37抑制GSDMD介导的腺泡细胞焦亡 胰腺特异性GSDMD敲除抵消IL-37的保护作用

摘要

急性胰腺炎(AP)是一种局部和/或全身性炎症性疾病,始于腺泡细胞损伤和坏死;它没有有效的药物治疗,因此仍然是一种危及生命的疾病。白细胞介素-37(IL-37)是一种天然免疫调节剂,已显示出抗炎作用;然而,IL-37在AP中的作用尚不清楚。测量了39名健康对照和94名AP患者的血清IL-37水平。应用胆囊收缩素诱导体外胰腺腺泡细胞损伤。体内研究包括经典的实验性AP模型,如雨蛙素、L-精氨酸和牛磺石胆酸3-硫酸二钠盐。使用携带IL-37基因的转基因小鼠模型和重组IL-37给药进一步研究IL-37在AP中的功能。使用胰腺特异性gasdermin D敲除(GSDMD敲除)小鼠探讨IL-37的保护机制。我们的结果表明,人类血清IL-37水平与AP的严重程度呈负相关。此外,IL-37转基因小鼠和补充重组IL-37均可保护免受AP。机制上,IL-37能够抑制受损腺泡细胞的焦亡,胰腺中特异性缺失GSDMD抵消了IL-37的保护作用。我们的研究表明,IL-37在AP中保护腺泡细胞焦亡。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
IL-37在急性胰腺炎(AP)中的作用及其潜在机制是什么?
核心机制
IL-37通过抑制NLRP3炎性小体驱动的GSDMD介导的腺泡细胞焦亡来保护AP。
主要证据
临床数据显示血清IL-37与AP严重程度负相关;IL-37转基因和重组IL-37在多种AP模型中减轻胰腺损伤;在体外和体内抑制焦亡相关蛋白表达;胰腺特异性GSDMD敲除小鼠中IL-37保护作用消失。
研究意义
IL-37作为天然免疫调节剂,可能作为AP的预后生物标志物,并为AP治疗提供新的策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析

评估血清IL-37水平与AP严重程度及胰腺坏死(PN)的相关性。

收集94例AP患者和39例健康对照血清,通过ELISA检测IL-37水平,并分析其与临床指标和PN的关系。

2

体内动物模型验证

验证IL-37在实验性AP中的保护作用。

使用IL37tg转基因小鼠和重组IL-37处理,在雨蛙素、TLCS和L-精氨酸诱导的AP模型中评估胰腺损伤程度、血清淀粉酶、脂肪酶和IL-1β水平。

3

体外细胞实验

验证IL-37对腺泡细胞损伤和焦亡的直接抑制作用。

用CCK刺激266-6细胞系和原代腺泡细胞,同时加入rIL37,检测LDH释放、PI染色和caspase-1/PI双阳性细胞比例。

4

机制研究

探究IL-37抑制腺泡细胞焦亡的分子机制。

通过Western blot检测焦亡相关蛋白(GSDMD、NLRP3、caspase-1)和STAT3磷酸化水平;使用GSDMD抑制剂disulfiram和胰腺特异性GSDMD敲除小鼠验证IL-37依赖GSDMD。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
人IL-37/IL-1F7 ELISA试剂盒R&D SystemsDY1975-05
IL-1β ELISA试剂盒Thermo Fisher Scientific88-7013
雨蛙素NJPeptide--
牛磺石胆酸3-硫酸二钠盐Sigma-Aldrich--
L-精氨酸Sigma-Aldrich--
胆囊收缩素Sigma-Aldrich--
重组人IL-37R&D Systems1975-IL-025
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素-链霉素Gibco--
胶原酶ISigma-Aldrich--
胶原酶IVSigma-Aldrich--
HEPES缓冲液Sigma-Aldrich--
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime Biotechnology--
焦亡/Caspase-1检测试剂盒(绿色)ImmunoChemistry9145
碘化丙啶BD Biosciences--
PE/Cy7-CD4抗体BioLegendclone
PerCP/Cy5.5-CD11b抗体BioLegendclone
APC/Cy7-CD11c抗体BioLegendclone
BV421-F4/80抗体BioLegendclone
AF488-CD206抗体BioLegendclone
APC-TNF-α抗体Thermo Fisher Scientific17-7321-81
RIPA裂解液----
BCA蛋白定量试剂盒Pierce, Thermo Fisher Scientific--
GAPDH抗体Sigma-Aldrich--
NLRP3抗体Cell Signaling TechnologyD4D8T
GSDMD抗体Abcamab219800
Caspase-1抗体AdipoGenAG-20B-0042
STAT3抗体AbclonalA19566
磷酸化STAT3抗体AbclonalAP0705
Beclin 1抗体AbclonalA21191
LC3B抗体Abcamab48394
Bax抗体Sabbiotech29057
Bcl-2抗体Abcamab196495
MPO抗体Abcamab9535
CD68抗体Wuhan Servicebio TechnologyGB11067
cleaved GSDMD抗体Santa Cruz Biotechnologysc-393581
NLRP3抗体Abcamab214185
IL-37抗体Proteintech60296-1-Ig
TRIzol试剂----
双硫仑----
Motic Images Plus 2.0系统Motic China Group Co.--
ImageJ软件NIH--
CytExpert for DxFLEX软件Beckman Inc.--
FlowJo 10.0Stanford University--
IBM SPSS 26.0IBM--
GraphPad Prism 9.0GraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本分析
血清IL-37水平与AP严重程度、PN发生的关系
阅读提示:Methods: Participants and human-derived sample collection; Results: Figure 1
动物模型建立
雨蛙素剂量200 μg/kg,10次,1小时间隔;TLCS 2 mg/kg逆行注射;L-精氨酸3.3 g/kg,3次
阅读提示:Methods: Animal models and treatments; Figure 2-3 legends
IL-37干预
重组IL-37剂量、给药时间(1小时后)
阅读提示:Methods: Animal models and treatments; Figure 4 legends
体外细胞实验
CCK浓度5-10 μM,刺激时间12小时(266-6)或6小时(PACs);rIL37浓度10-250 ng/mL
阅读提示:Methods: Cell lines, culture, and CCK treatment; Figure 4C-4E
焦亡检测
Caspase-1/PI双阳性细胞比例;GSDMD、NLRP3、caspase-1蛋白表达
阅读提示:Methods: Flow cytometry analysis; Results: Figure 5